Моделирование и формализация :32

1. Моделирование. Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Модель – объект, который отражает существенные, необходимые в данном случае особенности изучаемого объекта. Модели делятся на: 1. Материальные (предметные) – воспроизводят свойства объектов в материальной форме. 2. Информационные – представляют объекты или процессы в образной или знаковой форме :32

2. Информационные модели. Информационные модели по использованию языков делятся на: Описательные – для их создания используются естественные языки. Описательные – для их создания используются естественные языки. Формальные – для их создания используются формальные языки. Формальные – для их создания используются формальные языки. Формализация – процесс построения формальной модели. Формализация – процесс построения формальной модели. Формальные модели бывают математическими и логическими. Формальные модели бывают математическими и логическими. В процессе исследования формальных моделей часто проводится визуализация с использованием схем, графиков, чертежей, анимации :32

Информационные модели по связи с временем делятся на: Статические – описывают состояние изучаемой системы в определенный момент времени. Статические – описывают состояние изучаемой системы в определенный момент времени. Динамические – описывают процессы изменения и развития изучаемых систем. Динамические – описывают процессы изменения и развития изучаемых систем. Система – это совокупность взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы. Важнейшим признаком системы является ее целостное функционирование (пример - компьютер). Структура – состав и свойства элементов, их отношения и связи между ними. Система сохраняет свою целостность, пока она сохраняет неизменной свою структуру :32

3. Типы информационных моделей. Для отражения систем с различными структурами используются различные (по способу представления) типы информационных моделей: :32

4. Примеры моделей: имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе: - глобус (модель земного шара); - плюшевый мишка (модель живого медведя); - кукла (модель живого человека); - игрушечные машинки (модели реальных имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе: - глобус (модель земного шара); - плюшевый мишка (модель живого медведя); - кукла (модель живого человека); - игрушечные машинки (модели реальных автомобилей). автомобилей). реальные объекты: - ладонь человека (модель самолета); - животные в медицинских исследованиях. реальные объекты: - ладонь человека (модель самолета); - животные в медицинских исследованиях :32

5. Табличная информационная модель. В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце или строке таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (строках) таблицы. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. Табличные информационные модели проще строить с помощью электронных таблиц (Excel). Часто визуализируют табличные модели при помощи диаграмм :32

6. Иерархическая информационная модель. Класс объектов – группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами и т. д. Такой процесс систематизации называется классификацией. В процессе классификации объектов строятся информационные модели, имеющие иерархическую структуру. В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня :32

7. Информационная иерархическая статическая модель. Граф – это информация о структуре и составе системы, представленная в графической форме. Элементы системы – вершины графа. Две вершины, соединенные ребром или дугой, называются смежными. Связи между элементами называются отношениями, изображаются линиями. Если линия направленная, то она называется дугой, если стрелки нет – ребром. Полученный граф напоминает дерево, которое растёт сверху вниз, поэтому иерархические графы называют деревьями :32 Пример: деление компьютеров на классы.

8. Информационная иерархическая динамическая модель. Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева. Пример: часть генеалогического древа династии Рюриковичей :32

9. Сетевые информационные модели. Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер. Граф изображающий такую модель называется неориентированным. Линии, соединяющие объекты называются ребрами. Пример: схема дорог, соединяющих села. Белгород Разумное Маслова Пристань Соломино Никольское Дубовое Таврово :32

10. Основные этапы разработки и исследования модели на компьютере: 1. Составление описательной информационной модели. 2. Формализация модели (например, запись на алгоритмическом языке или составление блок- схемы) 3. Преобразование формализованной модели в компьютерную (с использованием одного из языков программирования) 4. Компьютерный эксперимент. 5. Анализ результатов и корректировка исследуемой модели :32